生物质基重金属吸附材料的制备与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2重金属废水的治理技术 3

1.2.1化学法 3

1.2.2反渗透法 4

1.2.3理化吸附法 4

1.2.4蒸发浓缩法 5

1.2.5电解法 6

1.2.6电渗析法 6

1.2.7生物法 7

1.3生物质重金属废水处理技术 7

1.3.1纤维素 8

1.3.2木质素 8

1.3.3竹炭 9

1.3.4植物单宁 9

1.3.5壳聚糖 10

1.3.6葡甘聚糖 10

1.3.7农林废弃物 10

1.4生物质重金属吸附材料拟解决的关键技术问题 11

1.5小结 12

参考文献 12

第2章 稻壳基吸附材料的制备 17

2.1引言 17

2.1.1稻壳资源 17

2.1.2稻壳吸附剂的资源利用 18

2.2稻壳基吸附材料制备 20

2.2.1稻壳基吸附材料制备的设备 21

2.2.2稻壳基吸附材料制备的工艺流程 22

2.2.3各因素对稻壳基吸附材料制备的影响 22

2.3稻壳基吸附材料的检测与表征 25

2.3.1膨化稻壳的理化特性表征 25

2.3.2微观形貌表征 28

2.3.3红外吸收光谱测定 28

2.3.4热重分析 30

2.3.5粒度测定 31

2.3.6 Zeta电位的测定 32

2.3.7润湿性测定 32

2.3.8化学成分分析 33

2.3.9金属离子特性与吸附量的关系 35

2.4小结 37

参考文献 38

第3章 稻壳基吸附材料对Cn2+、 Pb2+ 、 Zn2+的吸附 40

3.1引言 40

3.2实验研究方法 41

3.3吸附平衡时间的确定及吸附动力学模型 44

3.4 pH对吸附效果的影响 47

3.5吸附剂用量的影响 48

3.6温度的影响及吸附热的计算 49

3.7等温吸附及吸附模型的探讨 51

3.8不同配比的混合吸附剂的处理效果 53

3.9小结 54

参考文献 55

第4章 稻壳基吸附材料对Cr3+ 、 Cd2+ 、 Ag+的吸附 56

4.1引言 56

4.2实验研究方法 57

4.3平衡时间的确定及吸附动力学模型 58

4.4 pH对吸附效果的影响 60

4.5吸附剂用量的影响 60

4.6温度的影响及吸附热的计算 61

4.7等温吸附及吸附模型的探讨 63

4.8不同配比的混合吸附剂的处理效果 65

4.9小结 66

参考文献 66

第5章 稻壳基吸附材料对金属离子的选择性吸附对比 67

5.1引言 67

5.2实验研究方法 67

5.3 pH对选择吸附效果的影响 69

5.4投料量对选择吸附效果的影响 71

5.5平衡时间的确定及动力学模型的探讨 73

5.6吸附温度的影响及吸附热的计算 76

5.7等温吸附及吸附模型的探讨 82

5.8小结 89

第6章 稻壳基吸附材料对重金属离子的吸附机理 91

6.1引言 91

6.2重金属离子溶液的理化性质 91

6.2.1水的物理性质 91

6.2.2水的化学性质 93

6.2.3重金属离子的性质（以Cu为例） 93

6.3吸附作用力及吸附相关参数 94

6.3.1 London色散力 94

6.3.2偶极子相互作用 94

6.3.3四极子相互作用 95

6.3.4静电力 95

6.3.5氢键作用 96

6.3.6酸、碱、π轨道相互作用 96

6.3.7表面修饰 97

6.4吸附相关参数 97

6.4.1吸附等温线 97

6.4.2吸附动力学方程 98

6.4.3吸附热力学参数 99

6.5稻壳基吸附材料的表征 100

6.5.1红外图谱 100

6.5.2比表面积和孔隙分析 101

6.5.3 Zeta电位 102

6.5.4元素分析和XRF 102

6.5.5 XRD 104

6.5.6材料润湿性 104

6.5.7材料导电能力 105

6.5.8 TG 105

6.5.9 SEM 106

6.5.10 XPS分析测试 107

6.5.11 EDS分析 108

6.6实验研究方法 109

6.6.1 pH影响实验 110

6.6.2浓度影响实验 110

6.6.3温度对吸附过程的影响 111

6.6.4吸附动力学方程 112

6.7常用参照吸附剂的吸附性能比较 112

6.7.1活性炭 112

6.7.2活性炭的结构和性质 112

6.7.3活性炭吸附铜离子溶液对比研究方法 114

6.7.4活性炭吸附对比研究结果分析 115

6.7.5膨润土 116

6.7.6膨润土的结构和性质 118

6.7.7膨润土吸附铜离子溶液对比研究方法 119

6.7.8膨润土吸附对比研究结果分析 120

6.7.9硅藻土 122

6.7.10硅藻土的结构和性质 123

6.7.11硅藻土吸附铜离子溶液对比研究方法 124

6.7.12硅藻土吸附对比研究结果分析 125

6.8稻壳基吸附材料对比研究结果分析 127

6.8.1 pH对吸附实验的影响 127

6.8.2等温曲线 128

6.8.3温度的影响及吸附热的计算 129

6.8.4平衡时间的确定及吸附动力学模型 129

6.9稻壳基吸附材料对重金属离子吸附机理的探讨 131

6.9.1离子交换 131

6.9.2酸碱沉淀 131

6.9.3化学吸附 132

6.9.4物理吸附 135

6.10小结 135

参考文献 136

第7章 稻壳基吸附材料柱吸附重金属离子 138

7.1引言 138

7.2柱吸附实验装置及条件设置 139

7.2.1柱吸附实验装置 139

7.2.2柱高对吸附效果的影响 140

7.2.3流速对吸附效果的影响 140

7.2.4初始浓度对吸附效果的影响 141

7.2.5稻壳基吸附材料的吸附性能与天然稻壳和活性炭的比较 141

7.2.6稻壳基吸附材料的脱附及重复使用 142

7.2.7计算公式 142

7.3吸附柱高对吸附的影响 143

7.4流速对吸附的影响 145

7.5初始浓度对吸附的影响 146

7.6稻壳基吸附材料的吸附能力与稻壳和活性炭的比较 148

7.7 Bohrat-Adams模型 149

7.8稻壳基吸附材料柱的脱附和重复使用 151

7.8.1对重金属离子的脱附 151

7.8.2膨化稻壳吸附柱的重复性 152

7.9小结 152

参考文献 153

第8章 稻壳基吸附材料柱对重金属离子吸附的穿透曲线 155

8.1引言 155

8.2计算方法 155

8.2.1 Thomas模型 155

8.2.2 Yoon-Nelson模型 156

8.3 Thomas拟合模型 156

8.3.1不同柱高下的Thomas拟合曲线 156

8.3.2不同流速下的Thomas拟合曲线 158

8.3.3不同浓度下的Thomas拟合曲线 160

8.4 Yoon-Nelson拟合模型 161

8.4.1不同柱高下的Yoon-Nelson拟合曲线 161

8.4.2不同流速下的Yoon-Nelson拟合曲线 163

8.4.3不同浓度下的Yoon-Nelson拟合曲线 164

8.5小结 166

参考文献 166

第9章 稻壳基吸附材料对重金属离子的吸附动力学 168

9.1引言 168

9.2扩散控制理论 168

9.2.1粒内扩散控制 168

9.2.2膜扩散控制 169

9.3扩散控制研究方法 170

9.3.1吸附动力学曲线的测定 170

9.3.2初始浓度的影响 170

9.3.3温度的影响 171

9.4 Cu 2+吸附控制步骤的确定 171

9.4.1粒内扩散 171

9.4.2膜扩散 173

9.4.3吸附反应的活化能 175

9.5 Pb2+吸附控制步骤的确定 175

9.5.1粒内扩散 175

9.5.2膜扩散 178

9.5.3吸附反应的活化能 179

9.6 Zn2+吸附控制步骤的确定 179

9.6.1粒内扩散 179

9.6.2膜扩散 182

9.6.3吸附反应的活化能 183

9.7 Cr 3+吸附控制步骤的确定 183

9.7.1粒内扩散 183

9.7.2膜扩散 186

9.7.3吸附反应的活化能 187

9.8 Cd2 +吸附控制步骤的确定 187

9.8.1粒内扩散 187

9.8.2膜扩散 190

9.8.3吸附反应的活化能 191

9.9 Ag+吸附控制步骤的确定 191

9.9.1粒内扩散 191

9.9.2膜扩散 194

9.9.3吸附反应的活化能 195

9.10小结 195

参考文献 196

第10章 竹粉基吸附材料对重金属离子的吸附 197

10.1引言 197

10.2实验研究方法 198

10.2.1材料的前处理 198

10.2.2吸附实验方法 198

10.2.3等温吸附及吸附模型 199

10.3 pH对竹粉基吸附材料的影响 199

10.4投料量对竹粉基吸附材料的影响 200

10.5振荡时间对竹粉基吸附材料的影响 201

10.6竹粉基吸附材料等温吸附及吸附模型 201

10.7竹粉基吸附材料的微观特性 203

10.7.1 SEM 203

10.7.2 EDS 204

10.8小结 204

第11章 菊芋茎叶基吸附材料对重金属离子的吸附 205

11.1引言 205

11.2实验研究方法 205

11.2.1材料的前处理 205

11.2.2实验研究内容 205

11.2.3动力学研究和吸附模型 206

11.3 pH对菊芋茎叶基吸附材料的影响 206

11.4投料量对菊芋茎叶基吸附材料的影响 207

11.5振荡时间对菊芋茎叶基吸附材料的影响 207

11.6等温吸附及吸附模型 208

11.7小结 210

参考文献 210

第12章 植物多酚吸附材料的基本性质 211

12.1引言 211

12.2植物多酚分离提取 212

12.2.1溶剂浸提法 212

12.2.2超声波辅助提取法 213

12.2.3微波辅助提取法 213

12.2.4树脂吸附分离法 214

12.2.5其他分离纯化方法 214

12.3植物多酚理化性质及化学改性 214

12.3.1羟基上的反应 215

12.3.2溴化反应 215

12.3.3水解反应 215

12.3.4酚醛缩合和曼尼希反应 215

12.3.5亚硫酸化（磺化）及磺甲基化反应 216

12.3.6接枝共聚和氧化偶合 216

12.4植物多酚用于重金属离子处理及进展 217

12.5小结 217

参考文献 218

第13章 磺化-胺甲基化改性植物多酚（单宁）对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附 221

13.1引言 221

13.2实验研究方法 221

13.2.1植物多酚（单宁）改性 221

13.2.2实验研究方法 221

13.3磺化-胺甲基化改性植物多酚的表征 222

13.4 pH对平衡吸附沉淀量的影响 224

13.5吸附平衡 227

13.6初始浓度对吸附沉淀量影响 230

13.7温度对吸附沉淀量的影响 232

13.8小结 235

参考文献 236

第14章 氧化降解植物多酚（单宁）对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附 237

14.1引言 237

14.2实验研究方法 237

14.2.1植物多酚（单宁）氧化降解改性 237

14.2.2实验研究方法 237

14.3氧化降解改性植物多酚的表征 238

14.4 pH对平衡吸附沉淀量的影响 242

14.5吸附平衡 244

14.6初始浓度对吸附沉淀量的影响 249

14.7温度对吸附沉淀量的影响 250

14.8小结 253

参考文献 254

第15章 深度亚硫酸化植物多酚（单宁）对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附沉淀 255

15.1引言 255

15.2实验研究方法 255

15.2.1植物多酚（单宁）深度亚硫酸化改性 255

15.2.2实验研究方法 255

15.3 pH对吸附沉淀量的影响 256

15.4吸附平衡 258

15.5初始浓度对吸附沉淀量的影响 262

15.6温度对吸附沉淀量的影响 264

15.7小结 267

第16章 磺化-胺甲基化改性植物多酚（单宁）对Sr（Ⅱ）的吸附 269

16.1引言 269

16.2实验研究方法 269

16.2.1植物多酚（单宁）磺化-胺甲基化改性 269

16.2.2实验研究方法 269

16.3 pH对吸附沉淀率的影响 270

16.4吸附平衡 270

16.5初始浓度对吸附沉淀率的影响 271

16.6温度对吸附沉淀率的影响 272

16.7小结 273

第17章 亚硫酸化植物多酚（单宁）对Sr（Ⅱ）的吸附沉淀 274

17.1引言 274

17.2实验研究方法 274

17.2.1植物多酚（单宁）亚硫酸化改性 274

17.2.2实验研究方法 274

17.3 pH对吸附沉淀率的影响 275

17.4初始浓度对吸附沉淀率的影响 275

17.5温度对吸附沉淀率的影响 276

17.6小结 277

第18章 疏水改性葡甘聚糖（DKGM）对Cu2+和Pb2+的吸附 278

18.1引言 278

18.2实验研究方法 278

18.2.1疏水性DKGM吸附材料制备 278

18.2.2吸附实验 278

18.3疏水改性葡甘聚糖（DKGM）的吸附材料的微观结构 279

18.4 pH的影响 280

18.5吸附材料用量的影响 281

18.6吸附时间及吸附动力学 281

18.7等温吸附 283

18.8小结 285

参考文献 285

第19章活化热塑性DKGM对Cu2+及Pb2+吸附 286

19.1引言 286

19.2实验研究方法 286

19.2.1热塑性DKGM吸附材料的制备 286

19.2.2热塑性DKGM的加工及活化 286

19.2.3静态吸附实验 287

19.2.4动态吸附实验 288

19.2.5吸水率测定 289

19.3碱浓度对水解时间的影响 289

19.4 pH的影响 291

19.5吸附材料用量的影响 292

19.6吸附时间的影响及其吸附动力学 292

19.7等温吸附 294

19.8动态吸附实验 296

19.9小结 297

参考文献 298